软土地基工程中存在的问题及处理方法概要

浅析软土地基工程中存在的问题及处理方法

摘要:软土在荷载作用下,极易产生工程问题,在勘察过程中切不可马虎松懈,本文从软土特性出发,分析了软土工程地基中存在的问题及处理措施,并作出了勘察方法探讨。

关键词:软土地基工程问题勘察方法

中图分类号:tu4文献标识码:a 文章编号:

在公路铁路的修建施工过程中,经常会遇到物理力学性质差且分布面积较大的第四系软土类区域,软土体是自然界的历史产物,它有独特的地域特征,地基条件差别巨大,根据相邻建筑物或相邻地域的地质资料来设计,一点微小的差异就可能给影响工程质量,给工程造成巨大的经济损失,所以应引起重视,我们施工中充分利用信息,及时调整设计参数和工艺,避免了施工期间可能引起的附加沉降,体现了当今勘察设计施工监测为一体的全过程综合岩土工程实践理念。

一、软土的特征及其危害性

软土指的是所含水量大于液限天然孔隙比大于或等于1.0的细粒土,处于软朔或流朔状态。我国的软土主要分布在东南沿海及各大江大河的入海三角洲冲击平原地区。内陆主要是湖泊或山谷冲击而成,有机质含量较高,分布范围比较小。主要包含饱和软粘土包括泥炭、泥炭质土,淤泥、淤泥质土等,软土一般具触变性、流变性、高压缩性、低强度、低透水性、不均匀性等特征,在工程应用上的

表现为地基沉降量大,可以达到数十厘米甚至到数百厘米;地基沉降时间长,达数十年甚至到数百年,特别严重的是沿海地带的软土地基,因为厚度过大,所以固结速度比较慢;地基不均匀沉降,大多是由上部结构的特性和荷载差异所引起;地基抗剪强度低。软土上述的特点,容易影响公路铁路工程质量,引发一些地质灾害,其危害性主要表现为:软土地基不均匀和过大沉降将严重影响路面的平整度,牵制了道路通行能力和安全度;路基路堤还可能会随着软土地基一起产生滑动现象,从而导致路面的整体遭到破坏,鉴于软土地基潜在的种种危害性,各部对于软基的处理标准要求高,也更高地要求了地质勘察在软土地基工程的深度和广度。

二、软土地基工程中存在的问题

由上所述出的软土地基固有的特性以及工程在勘察、设计、施工、管理使用各程序阶段的失误,造成了所建造在软土地基上建筑物的结构损伤工程倒塌等一系列工程事故,大致可分为以下几种情况: (一在地质勘测时深度不够,没有查清楚软土土层的分布、厚度以及一些暗沟暗塘的具体情况,造成建筑物产生严重不均匀沉降,结构构件开裂,甚至工程不负荷载倒塌的事故。

(二由于地质勘察不深入,不细致,未取得的地质资料不具可靠性,以致错误的将软土判断为好的地基土,使设计也随之错误,产生的不均匀沉降使建造物受力结构变化,裂缝倒塌,引起工程事故。

(三软土的承载力比较低,地基无法承受,发生剪切的破坏,基础失去稳定性,带来较大沉降和不均匀沉降,使上部建造物结构受损,造成工程事故。

(四对软土地基未作出处理,或者处理方法不正确,施工质量不过关,使建筑物产生过大的沉降和不均匀沉降,开裂,不得不二次或多次进行加固和处理。

四、软土地基处理措施

在软土地基处理中,针对公路、桥梁等不同建筑构造特性,提出以下处理措施:

(一预压法。在构造物建造之前就用比设计时荷载更大或相当的荷载施加在需要处理的地基上面,促使地基产生固结,提高地基强度,减少以后的沉降值。

(二铺设砂垫层。在软土层上面铺砂垫层,起到浅层水平排水的作用,让软土中的水分在路堤自重的压力作用下,加速沉降发展,缩短固结的时间,从而提高地基强度,满足稳定的要求。

(三置换加固。将不良的地基挖出,如十分软弱的淤泥,人工填土、湿陷性黄土等,加入高抗剪强度的材料,置换软土中部分成分的加固机理,与原有的土体共同组成复合地基,以此达到加固地基的目的。

(四砂桩和袋装砂井。砂桩和袋装砂井是竖向排水通道材料。两者排水原理是一样的,固结论和设计方法也基本相同,都是通过

预压荷载,使被加固土体中的空隙水排出,增加有效应力增加,减小土中空隙的体积,加大密度,提高土体强度,从而达到减少地基后沉降和提高地基承载力的目的。

(五加筋法。即在软弱地层中采用其他材料对薄弱区域予以加强。如在地基中铺设加筋材料形成加筋垫层,以增大压力扩散角,提高地基稳定性,设置钢筋混凝土桩,与桩间土形成复合地基,以增强荷载力。

(六化学加固。在软土地基中加入水泥或者其它的化学材料,以形成软土地基复合处理。这种方法可以用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。化学材料注入土体后,会与土体产生化学反应,吸收和挤出土中部分水与空气结合形成具有很高承载力的复合地基,常用加固方法:硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。

(七土工合成材料。土工合成材料有很高的强度,又具有较好的柔性,且能紧贴于地基表面,使其上部施加的荷载能均匀分布在地层中,铺设的土工合成材料将阻止破坏面的出现,从而提高地基承载力,在软土沼泽地区,地基湿软,地下水位较高情况下可采用垫隔方式,覆盖土工布法加固地基,可以使荷载均匀地分布,提高路基刚度,利于排水,高填方路堤适当分层垫隔,效果更好。(八真空预压。这个方法,在香港工程建设方面采用较多,主

要是用于桥头路堤,因为它可使软土路堤迅速沉降,且提高地基承载力,效果较好,所以在遇到工期紧迫期,为了争取时间时,也是一种好的应急对策。不过造价较高,且在北方冰冻季节使用受限,采用时,要权衡这些自然边界条件。

五、软土地基工程勘察方法

(一施工设备

根据施工条件,沿线大部分为席草地、稻田、鱼塘。由于地面较软弱,钻机搬动就非常困难,采用百米钻机施工钻孔,以人力拆散搬运,道路地面较好的部位的钻孔可采用汽车、拖拉机搬运施工钻孔。

(二钻探工艺

由于区域地下水位埋深0.25~2.00m,为了保证淤泥质土、淤泥、软粘土及细砂层不被牵动,采用跟管护壁或泥浆护壁回转钻进。不可采用冲击钻进,在勘察施工开始的钻探工艺试验表明,在淤泥、淤泥质土、软粘土、松散状的细砂层若是采用冲击钻进,常常发生孔内缩径、塌孔、孔底残土沉渣过多,给清孔、取土试样、原位测试带来很大困难,也会使土试样受到扰动,影响样了品质量与原位测试质量和勘察成果的准确性。

(三钻孔取样